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Marte : un passato sempre più abitabile

Marte : un passato sempre più abitabile
L'azoto è stato rilevato per la prima volta dai laboratori di Curiosity, durante le analisi dei ...
Marte : un passato sempre più abitabile

Marte : un passato sempre più abitabile

L'azoto è stato rilevato per la prima volta dai laboratori di Curiosity, durante le analisi dei campioni di roccia marziana. Contemporaneamente, una perdita indesiderata di un prodotto chimico utilizzato dal rover per marcare le molecole organiche complesse, sembra aver fatto casualmente il suo lavoro. Le ultime novità sono state presentate in due occasioni distinte. L'azoto è un elemento essenziale per tutte le forme di vita: è il costituente fondamentale del DNA e del RNA, che codificano le istruzioni genetiche, e delle molecole organiche più importanti dal punto di vista biochimico come le proteine ed alcune vitamine.

E' presente nelle atmosfere della Terra - dove è il componente principale con il 78,08% in volume - e di Marte - 2,6% in volume - sotto forma di gas come molecola biatomica N2, due atomi di azoto legati insieme così fortemente che non reagiscono facilmente con altre molecole. L'azoto, quindi, non è direttamente assimilabile dalla maggior parte degli organismi viventi ma deve essere convertito in forme chimiche utili: cioè avviene tramite un processo chiamato "fissazione", con cui un composto inorganico viene trasformato in organico. Sulla Terra ci sono alcuni alcuni organismi che sono in grado di compiere questa trasformazione, fondamentale per l'attività metabolica, partendo dall'azoto atmosferico - fissazione biologica -. Tuttavia, piccole quantità di azoto possono essere fissate anche da eventi energetici naturali, come i fulmini.

Il nitrato - NO3 -, un atomo di azoto legato a tre atomi di ossigeno, è una delle fonti per l'azoto fissato ed è ciò che Curiosity ha trovato su Marte. Naturalmente, non ci sono prove che suggeriscono che i nitrati siano legati in qualche modo ad un'attività biologica ma piuttosto, trattandosi di antiche molecole, gli scienziati sono più propensi a ritenere che siano di provenienza non biologica, originate da eventi energetici come impatti di meteoriti e fulmini sull'antico pianeta.

Gli alvei di antichi fiumi e la scoperta i minerali che si formano in presenza di acqua hanno già suggerito che Marte doveva essere più accogliente in passato. Il team di Curiosity, in definitiva, ha trovato le prove che tutti questi elementi e gli ingredienti necessari per la vita, come l'acqua liquida e la materia organica, erano presenti nel cratere Gale miliardi di anni fa.

"Trovare una forma biochimica accessibile dell'azoto è il maggiore sostegno per l'abitabilità antica di Marte nel cratere Gale", ha detto Jennifer Stern del NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, autrice di un articolo pubblicato il 23 marzo sulla rivista Proceedings of the National Academy of Science.

Evidence for indigenous nitrogen in sedimentary and aeolian deposits from the Curiosity rover investigations at Gale crater, Mars [abstract] The Sample Analysis at Mars - SAM - investigation on the Mars Science Laboratory - MSL - Curiosity rover has detected oxidized nitrogen-bearing compounds during pyrolysis of scooped aeolian sediments and drilled sedimentary deposits within Gale crater. Total N concentrations ranged from 20 to 250 nmol N per sample. After subtraction of known N sources in SAM, our results support the equivalent of 110–300 ppm of nitrate in the Rocknest - RN - aeolian samples, and 70–260 and 330–1,100 ppm nitrate in John Klein - JK - and Cumberland - CB - mudstone deposits, respectively. Discovery of indigenous martian nitrogen in Mars surface materials has important implications for habitability and, specifically, for the potential evolution of a nitrogen cycle at some point in martian history. The detection of nitrate in both wind-drifted fines - RN - and in mudstone - JK, CB - is likely a result of N2 fixation to nitrate generated by thermal shock from impact or volcanic plume lightning on ancient Mars. Fixed nitrogen could have facilitated the development of a primitive nitrogen cycle on the surface of ancient Mars, potentially providing a biochemically accessible source of nitrogen.

La scoperta arriva dai campioni prelevati dalla sabbia di "Rocknest" e con le due prime perforazioni sui target "John Klein" e "Cumberland" a Yellowknife Bay, dove i risultati mostrano 1.100 parti per milione di nitrati nel suolo analizzato.Il campione di Rocknest è particolarmente indicativo: a differenza degli altri due, infatti, Curiosity in quel caso si era limitato ad assaggiare una piccola duna di sabbia trasportata dal vento, polvere, quindi, che può essere arrivata dalle regioni più lontane di Marte, a testimonianza che i nitrati sono diffusi su tutto il pianeta.

I campioni sono stati riscaldati ed i gas rilasciati sono stati dirottati al SAM - Sample Analysis at Mars -, dove sia lo spettrometro di massa che il gascromatografo hanno identificato le molecole.

Insieme ai composti azotati, è stato rilevato anche monossido di azoto, o ossido nitrico - NO -, ossia un atomo di azoto legato ad un atomo di ossigeno, in tutti e tre i siti. Ma dato che il nitrato è, come abbiamo visto, un atomo di azoto legato a tre atomi di ossigeno, il team ritiene che NO possa essere un prodotto dei nitrati riscaldati all'interno del SAM. Anche lo strumento utilizza alcuni composti per le analisi che potrebbero rilasciare questa sostanza, tuttavia, quella rilevata è più del doppio di quella che potrebbe essere prodotta dal SAM stesso e ciò rafforza l'idea che i nitrati siano realmente presenti su Marte.

Ma questa scoperta non è l'unica che fa riflettere gli scienziati: il campione di Cumberland ha mostrato diversi elementi interessanti di cui si è nuovamente discusso martedì scorso durante la 46ª Lunar and Planetary Science Conference - LPSC 2015 -..Il rover ava già scoperto che il suolo marziano contiene il 2% di acqua e già questo non è un risultato da sottovalutare ma, a quanto pare, una perdita indesiderata di un fluido utilizzato dai laboratori interni del rover per identificare i composti organici, ha prodotto risultati inaspettati.

Nel 2013, Caroline Freissinet presentando i risultati del SAM, aveva parlato di composti contenenti carbonio presenti sia nel campione di Rocknest che in quelli di Yellowknife Bay. Ma la situazione era complicata a causa della fuoriuscita di alcuni vapori di MTBSTFA - N-tert-Butildimetilsilil-N-metiltrifluoroacetammide -, un composto organico che reagisce con le molecole organiche per formare nuove sostanze più facili da trasformare in gas ma più difficili da abbattere con il calore quando i campioni vengono riscaldati. Così, non era facile determinare se quanto rilevato fosse indigeno di Marte o provenisse dai laboratori interni del rover, una situazione che "ha causato molti mal di testa", ha detto Danny Glavin, del NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland.Il team., però, è riuscito a correggere la contaminazione da MTBSTFA, ribaltando la situazione ed i primi risultati confermano la presenza di sonstanze organiche originarie di Marte.Dal live tweeting di Emily Lakdawalla:

Glavin: We allowed Cumberland sample to react with leaked vapor for ~1yr, then ran it through SAM. Found reduced organic molecules #LPSC2015— Emily Lakdawalla - @elakdawalla - 17 Marzo 2015
 
Glavin: organics detected include a long chain carboxylic acid; long chain alcohol; maybe a silylene #LPSC2015— Emily Lakdawalla - @elakdawalla - 17 Marzo 2015
 
Glavin's first conclusion on SAM detection of organics: "Wow, this is really exciting stuff, guys." #LPSC2015— Emily Lakdawalla - @elakdawalla - 17 Marzo 2015
Galvin ha aggiunto: "Ci vorranno probabilmente anni di lavoro nel tentativo di districare questa storia"."Questa è davvero roba eccitante. Abbiamo del fango indurito su Marte in un ambiente abitabile. C'era un lago lì ad un certo punto. Abbiamo molecole organiche, forse alcune interessanti da un punto di vista astrobiologico. Ed in linea di massima, questi campioni presentano un set di composti organici ancora più diversificato di quanto si pensasse in precedenza"."E ora la domanda da un milione di dollari: tutto questo è di origine biologica o no? Vorrei avere una risposta da potervi dare. Abbiamo bisogno di molto altro ancora prima di poter iniziare a discriminare tra origine biologica e non biologica", ha aggiunto.Ora, dopo il corto circuito del 27 febbraio - sol 911 - che aveva bloccato le attività, Curiosity ha ripreso a muoversi e sta esplorando una zona geologicamente molto intrigante, "Garden City" - potete seguire gli ultimi aggiornamenti nel post di Marco Di Lorenzo -.

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